第二单元实验活动1 氧气的实验室制取与性质教案-2026—2027学年九年级化学人教版上册

该教案聚焦氧气的实验室制取（高锰酸钾加热法）与性质验证（木炭、硫、铁丝燃烧），通过复习氧气性质引出制取任务，再以制取的氧气为基础进行性质实验，构建“性质-制取-验证”的学习支架。 该教案以分组实验为核心，融合科学思维（如装置选择的实验设计思维、燃烧现象对比的证据推理）与科学探究，通过七字步骤口诀规范操作，铁丝燃烧操作要点分析培养系统思维。既提升学生实验能力与合作意识，又为教师提供详细指导与反思建议，助力核心素养落地。

实验活动1 氧气的实验室制取与性质 教案 一、基本信息 课题 实验活动1 氧气的实验室制取与性质 课型 学生分组实验课 课时 2课时 教材 人教版九年级化学上册 授课对象 九年级学生 实验方式 分组实验（4人一组） 二、教学目标 （一）知识与技能 1. 掌握实验室用高锰酸钾制取氧气的反应原理，能正确书写化学方程式。 2. 学会仪器连接、气密性检查、加热、排水法收集气体等基本实验操作。 3. 掌握氧气的化学性质，能规范完成木炭、硫、铁丝在氧气中燃烧的验证实验。 （二）过程与方法 1. 通过动手实验，培养实验操作能力和观察、记录实验现象的能力。 2. 通过对实验现象的对比分析，归纳氧气的化学性质，形成从现象到本质的推理方法。 （三）情感态度与价值观 1. 培养严谨求实、规范操作的科学态度，增强实验安全意识和环保意识。 2. 在分组协作中体验探究乐趣，养成分工合作、交流讨论的学习习惯。 （四）思维目标 1. 实验设计思维：根据反应物状态和反应条件选择发生装置，根据气体性质选择收集装置。 2. 证据推理思维：通过燃烧现象的差异，推理氧气浓度对反应剧烈程度的影响。 3. 系统思维：理解"查—装—定—点—收—离—熄"各步骤的逻辑关联与先后顺序的必要性。 三、教学重难点 教学重点 实验室制取氧气的操作步骤与注意事项；木炭、硫、铁丝在氧气中燃烧的现象与操作要点。 教学难点 装置气密性检查的原理与方法；排水法收集氧气的时机判断；铁丝燃烧实验的成功关键。 四、教学准备 （一）实验仪器 试管（25×200mm）、铁架台（带铁夹）、带导管的单孔橡皮塞、水槽、集气瓶（125mL，每组3个）、玻璃片、酒精灯、火柴、坩埚钳、燃烧匙、镊子、药匙、砂纸、烧杯。 （二）实验药品 高锰酸钾、木炭、硫粉、细铁丝（或铁粉）、澄清石灰水、棉花、小木条。 （三）教师准备 预做实验确保成功率；准备多媒体课件（实验操作视频、装置图）；准备废液废渣回收容器。 五、教学过程 第一课时 氧气的实验室制取 （一）复习导入（5分钟） 教师提问：我们已经学习了氧气的性质，谁能说说氧气有哪些物理性质和化学性质？ 学生回答：无色无味气体，密度比空气略大，不易溶于水；能支持燃烧，供给呼吸。 教师追问：既然氧气这么重要，在实验室里我们怎样才能制取一瓶纯净的氧气呢？今天我们就来动手实践。 设计意图：以旧引新，激活学生已有知识，明确本节课实验任务。 （二）实验原理与装置选择（10分钟） 1. 反应原理 实验室制取氧气常用以下两种方法，本节课采用加热高锰酸钾的方法： 高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气 化学方程式： 2. 发生装置——固体加热型 师生互动：为什么选择固体加热型装置？（引导学生回答：反应物高锰酸钾是固体，反应条件需要加热） 装置要点 原因 试管口略向下倾斜 防止冷凝水倒流回热的试管底部，使试管炸裂 试管口放一团棉花 防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，堵塞导管 铁夹夹在距试管口约1/3处 便于加热，固定稳固 导管伸入试管内不宜过长 稍露出橡皮塞即可，便于气体排出 3. 收集装置——排水法 师生互动：氧气可以用什么方法收集？为什么？（引导学生从氧气的物理性质分析） 排水法：氧气不易溶于水，且不与水反应——本节课采用，收集的气体较纯净。 向上排空气法：氧气密度比空气大——收集的气体较干燥但纯度较低。 （三）操作步骤讲解与演示（15分钟） 教师边演示边讲解，操作步骤可概括为七字口诀："查、装、定、点、收、离、熄"。 步骤 操作 具体做法 注意事项 1 查 检查装置气密性 连接装置，将导管一端浸入水中，双手紧握试管外壁，若导管口有气泡冒出，松手后导管内形成一段水柱，说明气密性良好 2 装 装入药品 用药匙将高锰酸钾装入试管底部，平铺；在试管口塞一团棉花 3 定 固定装置 将试管固定在铁架台上，试管口略向下倾斜 4 点 点燃酒精灯加热 先来回移动酒精灯预热，再对准药品部位集中加热 5 收 收集气体 当导管口气泡连续且均匀冒出时开始收集；集气瓶口有大气泡冒出时说明已收集满，在水下用玻璃片盖住瓶口，取出正放 6 离 移出导管 收集完毕，先将导管从水槽中移出 7 熄 熄灭酒精灯 用灯帽盖灭酒精灯，不可用嘴吹 关键提醒：实验结束时必须"先离后熄"——若先熄灭酒精灯，试管内温度降低、气压减小，水槽中的水会倒吸入热的试管，导致试管炸裂。 （四）学生分组实验（20分钟） 实验任务：每组制取2—3瓶氧气（其中1瓶预留少量水，供下节课铁丝燃烧实验使用）。 教师活动：巡视各组，重点关注以下问题并及时纠正： 1. 气密性检查是否规范； 2. 试管口是否放棉花、是否向下倾斜； 3. 是否等到气泡连续均匀后再收集； 4. 实验结束是否先移导管后熄灯； 5. 酒精灯使用是否安全。 学生活动：组内分工（操作员、观察员、记录员、安全员），按步骤完成制取，记录实验现象和遇到的问题。 （五）课堂小结与作业（5分钟） 师生共同回顾：制取氧气的七字步骤是什么？每一步的注意事项有哪些？ 课后思考：如果用排水法收集的氧气不纯，可能是什么原因造成的？ 预告：下节课我们用制得的氧气来验证氧气的化学性质，请保留好制得的氧气。 第二课时 氧气的性质验证 （一）复习导入（5分钟） 教师提问：上节课我们用什么药品制取了氧气？操作步骤口诀是什么？ 学生回答：高锰酸钾；查、装、定、点、收、离、熄。 教师引入：今天我们用上节课制得的氧气，通过三个实验来验证氧气的化学性质。请大家注意观察和对比物质在空气和氧气中燃烧的不同现象。 （二）实验1：木炭在氧气中燃烧（10分钟） 实验操作 用坩埚钳夹取一小块木炭，在酒精灯火焰上加热至红热，然后由瓶口向下缓慢插入盛有氧气的集气瓶中。燃烧停止后，向集气瓶中倒入少量澄清石灰水，振荡。 实验现象 木炭在氧气中剧烈燃烧，发出白光，放出热量；倒入澄清石灰水后，石灰水变浑浊。 反应方程式 师生讨论 为什么木炭要由瓶口向下缓慢插入？（如果快速插到底部，木炭燃烧放热使瓶内氧气受热膨胀逸出，燃烧时间缩短，现象不明显） （三）实验2：硫在氧气中燃烧（10分钟） 实验操作 在燃烧匙中放少量硫粉，在酒精灯上点燃，先观察在空气中燃烧的现象，再伸入盛有氧气的集气瓶中（瓶底预留少量水）。 实验现象 硫在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰；在氧气中燃烧更旺，发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成有刺激性气味的气体。 反应方程式 注意事项 集气瓶底预留少量水，用于吸收生成的二氧化硫，防止污染空气。实验结束后将燃烧匙浸入水中熄灭余硫。 对比思考：硫在空气和氧气中燃烧火焰颜色不同，说明什么？（氧气浓度越大，燃烧越剧烈） （四）实验3：铁丝在氧气中燃烧（15分钟） 教师强调：这个实验成功率较低，请大家严格按照操作要点进行。 实验操作 取一根细铁丝，用砂纸打磨光亮；将铁丝绕成螺旋状，一端系一根火柴；点燃火柴，待火柴快燃尽时，将铁丝由瓶口向下伸入盛有氧气的集气瓶中（瓶底放少量水或细沙）。 实验现象 铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体。 反应方程式 操作要点分析（师生互动）： 操作要点 原因 铁丝用砂纸打磨光亮 除去铁丝表面的铁锈（氧化铁），否则铁锈阻碍反应进行 铁丝绕成螺旋状 增大铁丝的受热面积，集中热量，便于持续燃烧 下端系一根火柴 火柴燃烧放热，引燃铁丝（铁丝的着火点较高） 待火柴快燃尽时伸入 防止火柴燃烧消耗瓶内过多氧气，导致铁丝无法燃烧 集气瓶底放少量水或细沙 防止高温熔融物（四氧化三铁）溅落炸裂瓶底 安全提示：实验时不要将铁丝靠近瓶壁，防止集气瓶受热不均而炸裂；观察时保持适当距离。 （五）问题讨论与归纳（10分钟） 小组讨论： 1. 木炭、硫、铁丝在氧气中燃烧与在空气中燃烧相比，现象有什么不同？这说明了什么？ 2. 上述三个反应有什么共同特点？（从反应物、生成物种类、反应条件、能量变化等角度分析） 3. 做铁丝燃烧实验时，如果没有观察到"火星四射"，可能的原因有哪些？ 师生共同归纳： 氧气是一种化学性质比较活泼的气体，在一定条件下能与多种物质发生反应。 物质燃烧的剧烈程度与氧气浓度有关，氧气浓度越大，燃烧越剧烈。 三个反应都是化合反应（多变一），也都是氧化反应（物质与氧发生的反应），反应过程中都放出热量。 （六）课堂小结（5分钟） 学生总结：请一位同学梳理本节课三个实验的现象和反应方程式。 教师补充：通过今天的实验，我们不仅验证了氧气的化学性质，更重要的是学会了"通过实验现象推断物质性质"的科学方法。希望大家在今后的学习中多动手、多观察、多思考。 六、板书设计 实验活动1 氧气的实验室制取与性质 一、制取氧气 原理： 装置：固体加热型 + 排水法 步骤：查→装→定→点→收→离→熄 二、氧气的性质 1. 木炭燃烧：　　现象：白光，放热 2. 硫燃烧：　　现象：蓝紫色火焰，刺激性气味 3. 铁丝燃烧：　　现象：火星四射，黑色固体 结论：氧气化学性质比较活泼，能支持燃烧；均为化合反应、氧化反应，均放热。 七、教学反思 1. 实验操作方面：学生初次进行完整的加热固体制取气体实验，操作规范性参差不齐，尤其在气密性检查、试管固定角度、收集时机判断上问题较多，需在巡视中加强个别指导。建议课前播放操作微课，让学生先建立规范印象。 2. 铁丝燃烧实验：成功率约60%—70%，失败原因主要是铁丝未打磨干净、火柴伸入过早消耗氧气、氧气纯度不够。可考虑将细铁丝改为铁粉（用滤纸包裹），现象更明显且成功率更高。 3. 安全与环保：硫燃烧产生的二氧化硫有刺激性，需强调瓶底留水和通风；高锰酸钾染色性强，提醒学生注意清洁。整体安全意识需反复强化。 4. 思维培养：学生对"为什么这样操作"的理解还停留在记忆层面，后续可增加"如果不这样做会怎样"的假设讨论，深化对操作原理的理解，培养实验设计思维和系统思维。 学科网（北京）股份有限公司 $